Поляризация волн

Поляриза́ция волн, определяет направление векторных волновых полей в пространстве. Понятие «поляризация волн» распространено на все типы физических волновых возмущений, но основная терминология связана с электромагнитными (в частности, оптическими) волнами.

Различают продольно и поперечно поляризованные волны в зависимости от ориентации вектора поля относительно волнового вектора ${\displaystyle {\boldsymbol {k}}}$. В электродинамике примером продольных волн служат плоские однородные плазменные волны; к поперечным волнам в первую очередь относятся плоские однородные электромагнитные волны в вакууме или в однородных изотропных средах. Поскольку в последних векторы напряжённостей электрического (${\displaystyle {\boldsymbol {E}}}$) и магнитного (${\displaystyle {\boldsymbol {H}}}$) полей перпендикулярны волновому вектору ${\displaystyle {\boldsymbol {k}}}$, их часто называют волнами типа ТЕМ или ТЕН. Если векторы ${\displaystyle {\boldsymbol {E}}}$, ${\displaystyle {\boldsymbol {H}}}$ лежат в фиксированных плоскостях (${\displaystyle {\boldsymbol {E}}}$, ${\displaystyle {\boldsymbol {k}}}$) и (${\displaystyle {\boldsymbol {H}}}$, ${\displaystyle {\boldsymbol {k}}}$), т. е. имеют фиксированные направления в пространстве, то говорят о линейной поляризации. Суперпозиция двух линейно поляризованных волн, распространяющихся в одном направлении (${\displaystyle {\boldsymbol {k}}}$) и имеющих одинаковую частоту, но различающихся направлением векторных полей, даёт в общем случае волну эллиптической поляризации. В этом случае концы векторов ${\displaystyle {\boldsymbol {E}}}$ и ${\displaystyle {\boldsymbol {H}}}$ описывают в плоскости, перпендикулярной ${\displaystyle {\boldsymbol {k}}}$, эллиптической траектории, ориентированные по правому или по левому винту в направлении ${\displaystyle {\boldsymbol {k}}}$ в зависимости от знака и величины разности фаз между исходными линейно поляризованными составляющими. В случае вырождения эллипсов в окружности волны становятся циркулярно поляризованными. Волны в неоднородных и анизотропных средах имеют весьма сложные поляризационные свойства и не являются чисто поперечными или продольными.